Discussione: Illuminazione pubblica

Salve a tutti,
ho una domanda relativa all'illuminazione pubblica almentata dalla rete elettrica (non mi riferisco quindi ai lampioni fotovoltaici).

Lavorando con alcuni piccoli Comuni ho notato che una delle spese più consistente dell'elettricità è quella relativa all'illuminazione pubblica.
D'altra parte, ragionando in un'ottica di scambio sul posto, non sempre è presente uno spazio comunale sul quale installare i pannelli e che sia nelle prossimità della cabina ENEL che alimenta i lampioni stradali.
A volte può accadere che questo spazio comunale, per esempio il tetto di una scuola, sia a una distanza di alcune centinaia di metri dalla cabina.
Secondo voi è possibile definire una distanza massima per portare l'elettricità al di sopra della quale le perdite per il trasporto rendono il sistema non conveniente? Mi riferisco a condizioni tutto sommato abbastanza semplici (es. impianto da 6 kwp). E' comunque possibile definire dei criteri di massima per definire la sensatezza di quest'approccio?

Ringrazio chi ha letto questo messaggi e chiunque può dare un contributo per aiutarmi a capire.

Buon lavoro,
Jaco

Certamente !
Conoscendo le correnti in gioco in relazione alla sezione e lunghezza dei conduttori è possibile calcolare la % di perdite di energia. Poichè, di norma, non sono ammissibili perdite (cadute di tensione) superiori al 3-5% ne consegue che il limite di distanza raggiungibile è costituito dal limite di sezione (e di costi conseguenti) che è possibile realizzare.
E' un calcolo semplice che si usa sempre per dimensionare i circuiti elettrici.

Originariamente inviata da gsughi

Certamente !
Conoscendo le correnti in gioco in relazione alla sezione e lunghezza dei conduttori è possibile calcolare la % di perdite di energia. Poichè, di norma, non sono ammissibili perdite (cadute di tensione) superiori al 3-5% ne consegue che il limite di distanza raggiungibile è costituito dal limite di sezione (e di costi conseguenti) che è possibile realizzare.
E' un calcolo semplice che si usa sempre per dimensionare i circuiti elettrici.

Ciao Gsughi, grazie. La tua risposta mi stimola di rimando queste domande:

Il 3-5% è la tolleranza sulla tensione da distribuire all'utenza?

Se capisco bene il cavo viene visto come una resistenza (rho*l/s) e quindi più aumento la sezione e meno perdite ho. Se è così allora bisogna conoscere i valori di rho e i valori tipici delle sezioni del cavo (compreso quelli appartenenti alla categoria dei limiti superiori a cui fai riferimento nel tuo post): esistono dei numeri di ausilio?

Inoltre, nel caso dell'illuminazione pubblica stradale la questione immagino si complichi in quanto l'utenza (le lampade) è distribuita. Per questo mi chiedevo se non esistevano per caso dei riferimenti di massima che possono quanto meno creare una demarcazione fra il fattibile (che poi va ovviamente approfondito) e il "non-fattibile". Ad es, se ho 6 kw per l'illuminazione magari portarlo a un cabina che dista più di (per es.) 100 mt non ha senso. Ecco, mi manca l'ordine delle grandezze in gioco.

Grazie,
Jaco

Dunque, c'e' innanzitutto un problema concettuale.
Mi sembra di capire che vuoi alimentare l'illuminazione pubblica con il solo campo fotovoltaico, o sbaglio? Se si', mi sembra strano, visto che l'illuminazione deve funzionare di notte, cioe' quando il sole non c'e'. Pensi a qualche sistema di immaganizzazione dell'energia? Se si', come?
Per quanto riguarda il calcolo del cavo, anche se teoricamente sembra semplice, in realta' ci sono molto fattori in gioco per cui, di solito, si fa riferimento a metodi empirici che, il piu' delle volte, consistono nel guardare le tabelle della CEI.
A titolo di esempio, la corrente che passa in un cavo, per posa interrata, e' data da:
Iz= Io K1 K2 K3 K4,
dove
- I0 e' la corrente relativa a una determinata sezione, a un certo isolante, a un deteminato modo di installazione. Se la temperatura del terreno e' 20 gradi, c'e' solo un circuito formato da cavi unipolari, e la profondita' di posa e' 0,8m e la resistivita' termica del terreno e' 1,5 Km/W i valori di Io coincidono con Iz
-K1 fattore che tiene conto della diversa temperatura del terreno
-K2 tiene conto del numero di circuiti elementari posati nello stesso terreno
-K3 fattore di correzione per pose diverse da 0,8m in profondita'
-K4 tiene conto di resistivita' termica diversa da 1,5.

Detto, questo se a te interessa contenere la variazione di tensione, che di solito e' al 4% (CEI 64-8 per impianti fino a 1000V in ca), puoi usare questo metodo:
1) Calcoli la variazione di tensione con la seguente formula
Delta_V% = ((sqrt(3) I L (rl cos(phi) + xlsen(phi) * 100/ )V2 (caso trifase)
Delta_V% = (2 I L (rl cos(phi) + xl sen(phi) 100)/ E2 (caso monofase)
Delta_V% (2 I L rl 100)/ V2 (caso continua)
dove
- I corrente di impiego
- L lunghezza linea
- phi angolo di sfasamento
- rl e xl, resistenza unitaria di linea e reattanza unitaria di linea
- V2 valore di arrivo della tensione
- E2 valore di fase
2) Fissi Delta_V%, supponi che V2 = Vn (o E2=Vn) cioe' la tensione nominale. Stabilisci un valore indicativo per xl=0.4Ohm/km per linee aeree e xl=0,1Ohm/km per linee in cavo. Calcoli la resistenza di linea rl dall'espressione di Delta_V5. Calcoli la sezione del cavo con

S= rho/rl
tenendo conto che in rho devi mettere il valore alla temperatura di esercizio della linea
(rho = rho_0 (1 + alpha(T-20)), dove
rho_0 = 17,8 Ohm mm2/km per il rame crudo
rho_0 = 28,4 Ohm mm2/km per alluminio crudo
alpha = 0,0039 per il rame crudo
alpha = 0,0040 per l'alluminio crudo
)
3) Scegli un cavo di sezione commerciale e verifica la reattanza.
4) Dopodicche', con la sezione scelta e il tipo di posa, verifiche dalle tabelle CEI che il cavo e' in grado di trasportare la corrente di impiego, altrimenti aumenti la sezione.

ESEMPIO
Linea in corrente alternata lunga 500m a 50Hz, Vn=400V, carico 10A cos(phi)=1;
Linea realizzata con un cavo tripolare in rame senza schermo sulle singole anime, isolato in EPR e posato in una tubazine interrata, senza altri cavi. Delta_V% =4%. Temperatura di esercizio massima ammessa 90 gradi C. Temperatura del terreno 20 gradi.

Delta_V = 4%*Vn/100 = 16V
Reattanza kilometrica xl=0,1Ohm/km
rl = 1.8475 Ohm/km
rho (rame, 90 gradi) = 22,7Ohmmm2/km
S = 12.29 mm2 --> 16mm2
Valutiamo ora la portata
K1 = 1 (temp. di posa 20 gradi)
K2 = 1 (un solo cavo)
K3 = 1 (0,8 m di profondita')
K4 = 1
Dalle tabelle CEI si vede che per un singolo cavo multipolare con sezione 16mm2, la portata e' di 80A, molto maggiore della corrente assorbita dal carico (10A).
Come vedi, non si puo' dare una stima senza conoscere il particolare caso. E questo e' il lavoro dell'ingegnere.